JP2013120937A - Method and structure for protection against via failure - Google Patents

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ディ.シュロフ メフール
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O Travis Edward
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for forming a decoy via and a functional via.SOLUTION: Provided is a semiconductor device comprising: a first interconnect layer having a plurality of metal portions including a first metal portion; a second interconnect layer having plurality of metal portions including a second metal portion; a third interconnect layer having a plurality of metal portions including a third metal portion; a functional via coupled to the first metal portion and the second metal portion; and a decoy via in a protection region around the functional via, the decoy via coupled to the first metal portion and the third metal portion.

Description

本発明はビアに関し、より詳細には故障を回避するために使用されるビアに関する。   The present invention relates to vias, and more particularly to vias used to avoid failures.

半導体デバイスでは、導体の側面から横方向にタブが延びていることが多い。これらの導体は、問題になるほどの電圧降下を引き起こすことなく比較的高い電流を伝搬することが可能であるように、抵抗を低くするために比較的広いため、バスとみなされることが多い。所与の技術について、所与の金属レベルにおける線の深度は同じであり、それによって、幅は単位長さ当たりの抵抗を求める上での変数になる。   In semiconductor devices, tabs often extend laterally from the sides of the conductor. These conductors are often considered buses because they are relatively wide to reduce resistance so that they can propagate relatively high currents without causing problematic voltage drops. For a given technique, the depth of the line at a given metal level is the same, so that the width becomes a variable in determining the resistance per unit length.

なお、先行技術文献である特許文献1には、半導体チップの相互接続構造について記載されている。   Note that Patent Document 1, which is a prior art document, describes a semiconductor chip interconnection structure.

米国特許5,439,731号US Pat. No. 5,439,731

バスの幅が増大すると抵抗は低減するが、より大きな面積が必要となり、また必然的にビアにおいて応力によってボイドが生じる危険性が増大する。この応力がビア故障を含むさまざまな故障をもたらす可能性がある。ビア故障は発生する確率は低いものであり得るが、所与の半導体デバイス上には多くの場合、数百万個のビアが存在する。結果として、少なくとも1つのビア故障が起こる可能性は比較的高くなる。したがって、2つのビアが同じ場所において故障する可能性は低いということに鑑みて、冗長なビアを提供することが一般的となっている。ビアがタブ上にある状況では、冗長ビアに対する選択肢は限られている。他方、タブ上にビアを配置することで、幅が広く、より多くの空孔を生じるバスからビアを遠ざけることにより、本来備わっている保護が提供される。   Increasing bus width reduces resistance, but requires more area and inevitably increases the risk of voids due to stress in the vias. This stress can lead to various failures, including via failures. Although via failures can be unlikely to occur, there are often millions of vias on a given semiconductor device. As a result, the likelihood of at least one via failure occurring is relatively high. Therefore, it is common to provide redundant vias in view of the low likelihood that two vias will fail at the same location. In situations where vias are on the tab, the options for redundant vias are limited. On the other hand, placing the via on the tab provides inherent protection by keeping the via away from a bus that is wider and creates more holes.

上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明は、デコイビア及び機能ビアを形成する方法であって、第1の相互接続層の金属部分と第2の相互接続層の一部分との間に機能ビアを形成する工程と、前記第1の相互接続層の前記金属部分と第3の相互接続層の金属部分との間の保護領域においてデコイビアを形成する工程とを備えることを要旨とする。   In order to solve the above problem, the invention according to claim 1 is a method of forming a decoy via and a functional via, comprising: a metal portion of a first interconnect layer; and a portion of a second interconnect layer. And a step of forming a functional via in between, and a step of forming a decoy via in a protective region between the metal portion of the first interconnect layer and the metal portion of the third interconnect layer. To do.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の方法において、前記第1の相互接続層は前記第2の相互接続層の上にある、ことを要旨とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の方法において、前記第1の相互接続層は前記第3の相互接続層の上にある、ことを要旨とする。
The invention according to claim 2 is characterized in that, in the method according to claim 1, the first interconnect layer is on the second interconnect layer.
The invention according to claim 3 is characterized in that, in the method according to claim 1, the first interconnect layer is on the third interconnect layer.

請求項4に記載の発明は、請求項1に記載の方法において、前記第1の相互接続層は第1の誘電体層において複数の金属部分を形成する工程により形成され、前記第2の相互接続層は第2の誘電体層において複数の金属部分を形成する工程により形成され、前記第3の相互接続層は第3の誘電体層において複数の金属部分を形成する工程により形成される、ことを要旨とする。   The invention according to claim 4 is the method according to claim 1, wherein the first interconnect layer is formed by forming a plurality of metal portions in the first dielectric layer, and the second interconnect layer is formed. The connection layer is formed by a step of forming a plurality of metal portions in the second dielectric layer, and the third interconnect layer is formed by a step of forming a plurality of metal portions in the third dielectric layer. This is the gist.

請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の方法において、前記第2の相互接続層が形成された後に前記機能ビアが形成される、ことを要旨とする。
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の方法において、前記第1の相互接続層の前記部分はタブを有するバスであり、前記機能ビアは前記タブに接触する、ことを要旨とする。
The invention according to claim 5 is characterized in that, in the method according to claim 4, the functional via is formed after the second interconnection layer is formed.
The invention according to claim 6 is the method according to claim 5, wherein the portion of the first interconnect layer is a bus having a tab and the functional via contacts the tab. To do.

請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の方法において、前記デコイビアは前記機能ビアに隣接して整列される、ことを要旨とする。
請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の方法において、前記第1の誘電体層における前記複数の金属部分は銅を含む、ことを要旨とする。
A seventh aspect of the invention is characterized in that, in the method of the sixth aspect, the decoy via is aligned adjacent to the functional via.
The invention according to claim 8 is characterized in that, in the method according to claim 7, the plurality of metal portions in the first dielectric layer contains copper.

請求項9に記載の発明は、請求項7に記載の方法において、前記機能ビアに直に隣接する冗長ビアのために利用できる空間は存在しない、ことを要旨とする。
請求項10に記載の発明は、請求項7に記載の方法において、前記第1の相互接続層においてビアのために利用できる空間は前記保護領域には存在しない、ことを要旨とする。
The invention according to claim 9 is characterized in that, in the method according to claim 7, there is no space available for the redundant via immediately adjacent to the functional via.
The invention according to claim 10 is characterized in that, in the method according to claim 7, there is no space available for the via in the first interconnect layer in the protection region.

請求項11に記載の発明は、半導体デバイスであって、第1の金属部分を含む複数の金属部分を有する第1の相互接続層と、第2の金属部分を含む複数の金属部分を有する第2の相互接続層と、第3の金属部分を含む複数の金属部分を有する第3の相互接続層と、前記第1の金属部分及び前記第2の金属部分に結合される機能ビアと、前記機能ビアの周りの保護領域におけるデコイビアとを備え、前記デコイビアは、前記第1の金属部分及び前記第3の金属部分に結合されることを要旨とする。   The invention according to claim 11 is a semiconductor device comprising: a first interconnect layer having a plurality of metal portions including a first metal portion; and a plurality of metal portions including a second metal portion. Two interconnect layers; a third interconnect layer having a plurality of metal portions including a third metal portion; a functional via coupled to the first metal portion and the second metal portion; And a decoy via in a protection area around the functional via, the decoy via being coupled to the first metal part and the third metal part.

請求項12に記載の発明は、請求項11に記載の半導体デバイスにおいて、前記第1の相互接続層は前記第2の相互接続層の上にある、ことを要旨とする。
請求項13に記載の発明は、請求項11に記載の半導体デバイスにおいて、前記第1の相互接続層は前記第3の相互接続層の上にある、ことを要旨とする。
The invention according to claim 12 is characterized in that, in the semiconductor device according to claim 11, the first interconnect layer is on the second interconnect layer.
The invention according to claim 13 is the semiconductor device according to claim 11, characterized in that the first interconnect layer is on the third interconnect layer.

請求項14に記載の発明は、請求項13に記載の半導体デバイスにおいて、前記第1の金属部分はタブを有するバスを備え、前記機能ビアは前記タブに結合される、ことを要旨とする。   The invention according to claim 14 is the semiconductor device according to claim 13, wherein the first metal portion includes a bus having a tab, and the functional via is coupled to the tab.

請求項15に記載の発明は、請求項14に記載の半導体デバイスにおいて、前記デコイビアは前記タブに結合される、ことを要旨とする。
請求項16に記載の発明は、請求項15に記載の半導体デバイスにおいて、前記機能ビアは前記タブの底面から延び、前記デコイビアは前記タブの上面に接触する、ことを要旨とする。
The gist of the invention described in claim 15 is the semiconductor device according to claim 14, wherein the decoy via is coupled to the tab.
The invention according to claim 16 is the semiconductor device according to claim 15, characterized in that the functional via extends from a bottom surface of the tab, and the decoy via contacts the top surface of the tab.

請求項17に記載の発明は、請求項16に記載の半導体デバイスにおいて、前記デコイビアは前記機能ビアに隣接して整列される、ことを要旨とする。
請求項18に記載の発明は、請求項17に記載の半導体デバイスにおいて、前記機能ビアに直に隣接するビアのために利用できる空間は存在しない、ことを要旨とする。
The invention according to claim 17 is the semiconductor device according to claim 16, wherein the decoy via is aligned adjacent to the functional via.
The invention according to claim 18 is the semiconductor device according to claim 17, wherein there is no space available for a via immediately adjacent to the functional via.

請求項19に記載の発明は、第1の金属部分を含む複数の金属部分を有する第1の相互接続層を形成する工程と、前記第1の相互接続層の上に第1の層間誘電体を形成する工程と、前記第1の層間誘電体の上に第2の金属部分を備える複数の金属部分を有する第2の相互接続層を形成する工程であって、前記第2の相互接続層の形成中に、前記第2の金属部分から前記第1の金属部分まで前記第1の層間誘電体を貫通する機能ビアを形成する、前記工程と、前記第2の相互接続層の上に第2の層間誘電体層を形成する工程と、前記第2の層間誘電体層の上に、第3の金属部分を含む複数の金属部分を有する第3の相互接続層を形成する工程であって、前記第3の相互接続層の形成中に、前記第3の金属部分から前記第2の金属部分まで前記第2の層間誘電体層を貫通するデコイビアを形成する工程と、を備え、前記デコイビアは前記機能ビアの保護領域内に位置することを要旨とする。   The invention of claim 19 includes the step of forming a first interconnect layer having a plurality of metal portions including a first metal portion, and a first interlayer dielectric on the first interconnect layer. And forming a second interconnect layer having a plurality of metal portions comprising a second metal portion on the first interlayer dielectric, the second interconnect layer Forming a functional via penetrating the first interlayer dielectric from the second metal portion to the first metal portion during the formation of the first and second interconnect layers on the second interconnect layer; Forming a second interlayer dielectric layer, and forming a third interconnect layer having a plurality of metal portions including a third metal portion on the second interlayer dielectric layer. , During the formation of the third interconnect layer, from the third metal portion to the second metal portion. Comprising forming a decoy via penetrating the interlayer dielectric layer, wherein the decoy via is summarized in that located in the protection area of the functional via.

請求項20に記載の発明は、請求項19に記載の方法において、前記機能ビアに加え、前記第2の相互接続層においてビアのために利用できる空間は前記保護領域には存在しない、ことを要旨とする。   According to a twentieth aspect, in the method according to the nineteenth aspect, there is no space available for the via in the second interconnect layer in the protection region in addition to the functional via. The gist.

一実施形態による半導体デバイスの上面図。1 is a top view of a semiconductor device according to one embodiment. 図1の半導体デバイスの断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view of the semiconductor device of FIG. 1.

本発明は例として示されており、添付の図面によって限定されない。図面において、同様の参照符号は類似の要素を示す。図面内の要素は簡潔かつ明瞭にするために示されており、必ずしも原寸に比例して描かれてはいない。   The present invention is illustrated by way of example and is not limited by the accompanying drawings. In the drawings, like reference numbers indicate like elements. Elements in the drawings are shown for simplicity and clarity and have not necessarily been drawn to scale.

半導体デバイスは、タブを有するバスを備え、タブ上に故障しやすいビアを有する。半導体デバイスは第1の金属相互接続層、第2の金属相互接続層、及び第3の相互接続層を用いて構築される。故障しやすいビアが、第2の相互接続層の一部である金属部分と第1の相互接続層の一部である金属部分との間に接続される。保護領域内において、この故障しやすいビアに近接してデコイビアが整列され、第1の相互接続層の一部である金属部分と第3の相互接続層の一部である金属部分との間に接続される。デコイビアは一方の端部において、故障しやすいビアが接続されているのとは異なる相互接続層に接続されるが、これら2つのビアは第1の相互接続層の部分との共通の接続を有し、それによって、デコイビアは空孔のゲッタリング効果を生じ、したがって、第1の相互接続層から空孔が生じるときに、故障しやすいビアを保護する。このことは、図面及び以下の記載を参照することによってより良好に理解される。   The semiconductor device includes a bus having a tab and has a via that is prone to failure on the tab. The semiconductor device is constructed using a first metal interconnect layer, a second metal interconnect layer, and a third interconnect layer. A failure-prone via is connected between the metal portion that is part of the second interconnect layer and the metal portion that is part of the first interconnect layer. Within the protection region, decoy vias are aligned in close proximity to the fragile via and between the metal portion that is part of the first interconnect layer and the metal portion that is part of the third interconnect layer. Connected. The decoy via is connected at one end to an interconnect layer different from the one to which the faulty via is connected, but these two vias have a common connection with the first interconnect layer portion. Thus, the decoy via provides a hole gettering effect and thus protects a via that is prone to failure when holes are generated from the first interconnect layer. This can be better understood with reference to the drawings and the following description.

図1には、その側面から横方向に延びるタブ14を有するバス12を有する半導体デバイスが示されている。バス12の幅は、タブ14の2倍以上であってもよい。タブ14に隣接するバス16も示されている。事実上、バス16はタブ14がバス12の側面からさらに横方向に延びることを妨げる。タブ14には上方向に延びるデコイビア18及び下方向に延びる機能ビア20の両方が接続されている。一代替形態として、デコイビア18が下方向に延びる一方で機能ビア20が上方向に延びてもよい。   FIG. 1 shows a semiconductor device having a bus 12 with tabs 14 extending laterally from the sides thereof. The width of the bus 12 may be twice or more that of the tab 14. A bus 16 adjacent to the tab 14 is also shown. In effect, the bus 16 prevents the tab 14 from extending further laterally from the side of the bus 12. Both the decoy via 18 extending upward and the functional via 20 extending downward are connected to the tab 14. As an alternative, the functional via 20 may extend upward while the decoy via 18 extends downward.

図2には、タブ14を含むバス12を通り、したがってデコイビア18、デコイビア20、及びバス16も通る半導体デバイス10の断面が示されている。金属部分22、24、26、28、及びビア充填物30ビア、32も示されている。バス12及び16が相互接続層34に形成されている。金属部分22及び24は相互接続層36に形成されている。金属部分26及び28は相互接続層38に形成されている。基板40、基板40の上のアクティブ回路層42、アクティブ回路層42の上の層間誘電体(ILD)44、相互接続層36が中に形成される誘電体層50、相互接続層34と36との間のILD46、相互接続層34が中に形成される誘電体層52、相互接続層34と38との間のILD48、及び、相互接続層38が中に形成される誘電体層54も示されている。ILD48にビア開口を形成し、これをビア充填物32で充填することによって、ビア18が形成される。ビア充填物32の上に、かつ当該ビア充填物32と接触して金属部分26が形成される。同様に、ILD46にビア開口を形成し、これをビア充填物30で充填することによって、ビア20が形成される。相互接続層34の一部であるバス12は、ビア充填物30の上に、かつ当該ビア充填物30に接触して形成される。バス12は、金属部分24が行うように信号を搬送する回路機能を実行し、それが機能ビア20の名称の所以になっている。他方、金属部分26は追加の回路にはさらに接続されず、それがデコイ(囮)ビア18の名称の所以になっている。ビア充填物30及びビア充填物32は、例えばデュアルダマシンパターニングにおいて、それぞれ相互接続層34及び38と同時に形成されることができる。   FIG. 2 shows a cross-section of the semiconductor device 10 through the bus 12 including the tabs 14 and thus through the decoy via 18, the decoy via 20, and the bus 16. Also shown are metal portions 22, 24, 26, 28, and via fill 30 vias, 32. Buses 12 and 16 are formed in the interconnect layer 34. Metal portions 22 and 24 are formed in the interconnect layer 36. Metal portions 26 and 28 are formed in the interconnect layer 38. A substrate 40, an active circuit layer 42 on the substrate 40, an interlayer dielectric (ILD) 44 on the active circuit layer 42, a dielectric layer 50 in which an interconnect layer 36 is formed, interconnect layers 34 and 36, Also shown is the ILD 46 between, the dielectric layer 52 in which the interconnect layer 34 is formed, the ILD 48 between the interconnect layers 34 and 38, and the dielectric layer 54 in which the interconnect layer 38 is formed. Has been. Via 18 is formed by forming a via opening in ILD 48 and filling it with via fill 32. A metal portion 26 is formed on and in contact with the via fill 32. Similarly, the via 20 is formed by forming a via opening in the ILD 46 and filling it with the via filling 30. The bus 12 that is part of the interconnect layer 34 is formed on and in contact with the via fill 30. The bus 12 performs a circuit function that carries the signal as the metal portion 24 does, which is why the functional via 20 is named. On the other hand, the metal portion 26 is not further connected to additional circuitry, which is the reason for the name of the decoy via 18. Via fill 30 and via fill 32 may be formed simultaneously with interconnect layers 34 and 38, for example, in dual damascene patterning, respectively.

図1及び図2に示されるように、デコイビア18はビア20に隣接する位置に整列される。この位置は、バス12の主要部から生じる空孔の経路にあるため、効果的な位置である。デコイビア18によるこれらの空孔のゲッタリングによって、ビア18とバス12との間に開口が生じ得るが、デコイビア18は機能ビアではなく、この回路は電流路の提供をビア18に依拠していないため、そのことは問題でない。ビア20と金属部分24との間の界面までの経路上にある空孔は、機能ビア20ではなくデコイビア18に集まる。金属部分22が存在するため、機能ビア20に直接隣接する、バス12の下の冗長ビア又はデコイビアは、可能でない。これは、機能ビア20が接続される相互接続層とは異なる相互接続層間にデコイビアを提供することができることの価値を示している。同じく図2に示されているように、ビア20の反対の側にデコイビア又は冗長ビアのために利用可能な空間は存在しない。金属部分24とアクティブ回路層42との間に接続されるデコイビアを有することが有益であり得るが、空孔が幅広のバス12からタブ14へと生じるこの例ではデコイビア18の必要性に取って代わるものではないであろう。
空孔が金属部分24からビア20の底部に向かって生じるのではないと仮定すると、ビア20の直上にデコイビアを追加することが有益な場合があるが、このデコイビアはデコイビア18に代えて設けられてもよく、デコイビア18に加えて設けられてもよい。
As shown in FIGS. 1 and 2, the decoy via 18 is aligned at a position adjacent to the via 20. This position is an effective position because it is in the path of holes that originate from the main part of the bus 12. Although gettering of these holes by the decoy via 18 may cause an opening between the via 18 and the bus 12, the decoy via 18 is not a functional via and the circuit does not rely on the via 18 to provide a current path. So that is not a problem. Holes on the path to the interface between the via 20 and the metal portion 24 gather in the decoy via 18 instead of the functional via 20. Due to the presence of the metal portion 22, a redundant or decoy via under the bus 12 that is directly adjacent to the functional via 20 is not possible. This shows the value of being able to provide decoy vias between interconnect layers different from the interconnect layer to which the functional via 20 is connected. As also shown in FIG. 2, there is no space available for decoy or redundant vias on the opposite side of via 20. While it may be beneficial to have a decoy via connected between the metal portion 24 and the active circuit layer 42, in this example where voids occur from the wide bus 12 to the tab 14, the need for the decoy via 18 is taken. It will not replace it.
Assuming that holes do not occur from the metal portion 24 toward the bottom of the via 20, it may be beneficial to add a decoy via directly above the via 20, but this decoy via is provided in place of the decoy via 18. It may be provided in addition to the decoy beer 18.

他方、金属部分24から生じる空孔は、ビア20と金属部分24との間の界面に損傷を与える可能性があり、したがって、金属部分24上の、機能性ビア20に近接するが整列はしないデコイビアが有益であろう。この状況では、追加のデコイビアの上に機能ビア20を積み重ねることは望ましくない。この追加のデコイビアは機能ビアからずらされているべきである。その意図は、過剰な空孔が機能ビアに達することを防止し、したがって、機能ビアを保全するべく、十分にデコイビアを保護することである。保護を提供するのに十分であるこの場所は保護領域と呼ばれる場合がある。したがって、デコイビアは、機能ビアの完全性を維持するべく保護領域に配置される(さらに機能ビアに整列されてもよい)。   On the other hand, vacancies arising from the metal portion 24 can damage the interface between the via 20 and the metal portion 24 and are therefore close to the functional via 20 on the metal portion 24 but not aligned. Decoy beer would be beneficial. In this situation, it is not desirable to stack the functional via 20 on top of the additional decoy via. This additional decoy via should be offset from the functional via. The intent is to prevent excessive holes from reaching the functional via and thus protect the decoy via sufficiently to preserve the functional via. This location, which is sufficient to provide protection, may be referred to as a protected area. Accordingly, the decoy via is placed in a protected area to maintain the integrity of the functional via (and may be further aligned with the functional via).

これまでで、デコイビア及び機能ビアを形成する方法が提供されたことが理解されるべきである。本方法は、第1の相互接続層の金属部分と第2の相互接続層の一部分との間に機能ビアを形成する工程を備える。本方法は、第1の相互接続層の金属部分と第3の相互接続層の金属部分との間の保護領域内にデコイビアを形成することをさらに備える。本方法は、第1の相互接続層が第2の相互接続層の上にあることをさらに特徴とする。本方法は、第1の相互接続層が第3の相互接続層の上にあることをさらに特徴とすることができる。本方法は、第1の相互接続層が第1の誘電体層において複数の金属部分を形成することによって形成され、第2の相互接続層が第2の誘電体層において複数の金属部分を形成することによって形成され、第3の相互接続層が第3の誘電体層において複数の金属部分を形成することによって形成されることをさらに特徴とすることができる。本方法は、第2の相互接続層が形成された後に機能ビアが形成されることをさらに特徴とすることができる。本方法は、第1の相互接続層の部分がタブを有するバスであり、機能ビアがタブに接触することをさらに特徴とすることができる。本方法は、デコイビアが機能ビアに隣接して整列されることをさらに特徴とすることができる。本方法は、第1の誘電体層における複数の金属部分が銅を含むことをさらに特徴とすることができる。本方法は、機能ビアに直に隣接する冗長ビアを利用できる空間がないことをさらに特徴とすることができる。本方法は、第1の相互接続層における保護領域に、ビアを利用できる空間がないことをさらに特徴とすることができる。   It should be understood that, thus far, methods have been provided for forming decoy and functional vias. The method includes forming a functional via between a metal portion of the first interconnect layer and a portion of the second interconnect layer. The method further comprises forming a decoy via in a protective region between the metal portion of the first interconnect layer and the metal portion of the third interconnect layer. The method is further characterized in that the first interconnect layer is over the second interconnect layer. The method can be further characterized in that the first interconnect layer is over the third interconnect layer. The method includes forming a first interconnect layer by forming a plurality of metal portions in a first dielectric layer, and a second interconnect layer forming a plurality of metal portions in the second dielectric layer. And the third interconnect layer may be further formed by forming a plurality of metal portions in the third dielectric layer. The method can be further characterized in that the functional via is formed after the second interconnect layer is formed. The method can be further characterized in that the portion of the first interconnect layer is a bus having a tab and the functional via contacts the tab. The method can be further characterized in that the decoy via is aligned adjacent to the functional via. The method can be further characterized in that the plurality of metal portions in the first dielectric layer comprises copper. The method can be further characterized in that there is no space available for redundant vias immediately adjacent to functional vias. The method can be further characterized in that there is no space in the protected area in the first interconnect layer that can utilize vias.

半導体デバイスも開示される。半導体デバイスは、第1の金属部分を有する複数の金属部分を有する第1の相互接続層を備える。半導体デバイスは、第2の金属部分を有する複数の金属部分を備える第2の相互接続層をさらに含む。半導体デバイスは、第3の金属部分を含む複数の金属部分を有する第3の相互接続層をさらに含む。半導体デバイスは、第1の金属部分及び第2の金属部分に結合される機能ビアをさらに含む。半導体デバイスは、第1の金属部分及び第3の金属部分に結合される、機能ビアの周りの保護領域におけるデコイビアをさらに含む。半導体デバイスは、第1の相互接続層が第2の相互接続層の上にあることをさらに特徴とすることができる。半導体デバイスは、第1の相互接続層が第3の相互接続層の上にあることをさらに特徴とすることができる。半導体デバイスは、第1の金属部分がタブを有するバスを含み、機能ビアがタブに結合されることをさらに特徴とすることができる。半導体デバイスは、デコイビアがタブに結合されることをさらに特徴とすることができる。半導体デバイスは、機能ビアがタブの底面から延び、デコイビアがタブの上面に接触することをさらに特徴とすることができる。半導体デバイスは、デコイビアが機能ビアに隣接して整列されることをさらに特徴とすることができる。半導体デバイスは、機能ビアに直に隣接するビアにとって利用可能な空間がないことをさらに特徴とすることができる。   A semiconductor device is also disclosed. The semiconductor device comprises a first interconnect layer having a plurality of metal portions having a first metal portion. The semiconductor device further includes a second interconnect layer comprising a plurality of metal portions having a second metal portion. The semiconductor device further includes a third interconnect layer having a plurality of metal portions including a third metal portion. The semiconductor device further includes a functional via coupled to the first metal portion and the second metal portion. The semiconductor device further includes a decoy via in a protective region around the functional via that is coupled to the first metal portion and the third metal portion. The semiconductor device can be further characterized in that the first interconnect layer is over the second interconnect layer. The semiconductor device can be further characterized in that the first interconnect layer is over the third interconnect layer. The semiconductor device can be further characterized in that the first metal portion includes a bus having a tab and the functional via is coupled to the tab. The semiconductor device can be further characterized in that the decoy via is coupled to the tab. The semiconductor device can be further characterized in that the functional via extends from the bottom surface of the tab and the decoy via contacts the top surface of the tab. The semiconductor device can be further characterized in that the decoy via is aligned adjacent to the functional via. The semiconductor device can be further characterized in that there is no space available for vias immediately adjacent to the functional via.

方法も開示される。本方法は、第1の金属部分を含む複数の金属部分を有する第1の相互接続層を形成することを含む。本方法は、第1の相互接続層の上に第1の層間誘電体を形成することをさらに含む。本方法は、第1の層間誘電体の上に、第2の金属部分を含む複数の金属部分を有する第2の相互接続層を形成することをさらに含み、第2の相互接続層の形成中、第1の層間誘電体を第2の金属部分から第1の金属部分まで貫通する機能ビアを形成すること。本方法は、第2の相互接続層の上に第2の層間誘電体層を形成することをさらに含む。本方法は、第2の層間誘電体層の上に、第3の金属部分を含む複数の金属部分を有する第3の相互接続層を形成することをさらに含み、第3の相互接続層の形成中、第2の層間誘電体層を第3の金属部分から第2の金属部分まで貫通するデコイビアを形成すること、機能ビアの保護領域内のデコイビア。本方法は、第2の相互接続層において機能ビアに加わるビアにとって利用可能な、保護領域内の空間がないことをさらに特徴とすることができる。   A method is also disclosed. The method includes forming a first interconnect layer having a plurality of metal portions including a first metal portion. The method further includes forming a first interlayer dielectric over the first interconnect layer. The method further includes forming a second interconnect layer having a plurality of metal portions including a second metal portion on the first interlayer dielectric, during the formation of the second interconnect layer. Forming a functional via penetrating the first interlayer dielectric from the second metal portion to the first metal portion; The method further includes forming a second interlayer dielectric layer over the second interconnect layer. The method further includes forming a third interconnect layer having a plurality of metal portions including a third metal portion on the second interlayer dielectric layer, wherein the third interconnect layer is formed. Inside, forming a decoy via that penetrates the second interlayer dielectric layer from the third metal part to the second metal part, a decoy via in the protective region of the functional via. The method can be further characterized in that there is no space in the protection region available for vias that join the functional via in the second interconnect layer.

本明細書において、具体的な実施形態を参照して本発明を説明したが、添付の特許請求の範囲に明記されているような本発明の範囲から逸脱することなくさまざまな改変及び変更を為すことができる。例えば、大きなプレート上の機能ビアが図2に示すようなデコイビア又は冗長ビアに対する同様の障害物を有してもよく、それによって、大きなプレートの事例においても、機能ビアが接続される相互接続レベルとは異なる相互接続レベルの間にデコイビアを提供することが有益であり得る。したがって、本明細書及び図面は限定的な意味ではなく例示とみなされるべきであり、全てのこのような改変が本発明の範囲内に含まれることが意図されている。本明細書において具体的な実施形態に関して記載されているいかなる利益、利点、又は問題に対する解決策も、任意の又は全ての請求項の重要な、必要とされる、又は基本的な特徴又は要素として解釈されるようには意図されていない。   Although the invention has been described herein with reference to specific embodiments, various modifications and changes can be made without departing from the scope of the invention as set forth in the appended claims. be able to. For example, functional vias on a large plate may have similar obstructions to decoy vias or redundant vias as shown in FIG. It may be beneficial to provide decoy vias between different interconnect levels. Accordingly, the specification and drawings are to be regarded in an illustrative rather than a restrictive sense, and all such modifications are intended to be included within the scope of the present invention. Any benefit, advantage, or solution to a problem described herein with respect to a particular embodiment is considered as an important, required, or basic feature or element of any or all claims. It is not intended to be interpreted.

さらに、本明細書において使用される場合、「1つ(“a” or “an”)」という用語は、1つ又は2つ以上として定義される。さらに、特許請求の範囲における「少なくとも1つの」及び「1つ又は複数の」のような前置きの語句の使用は、不定冠詞「1つの(“a” or “an”)」による別の請求項要素の導入が、このように導入された請求項要素を含む任意の特定の請求項を、たとえ同じ請求項が前置きの語句「1つ又は複数の」又は「少なくとも1つの」及び「1つの(“a” or “an”)」のような不定冠詞を含む場合であっても、1つだけのこのような要素を含む発明に限定することを暗示するように解釈されるべきではない。同じことが、定冠詞の使用についても当てはまる。   Further, as used herein, the term “one” (“a” or “an”) is defined as one or more. Further, the use of the introductory phrases such as “at least one” and “one or more” in the claims is subject to another claim by the indefinite article “a” or “an”. The introduction of an element includes any particular claim that includes the claim element thus introduced, even if the same claim is preceded by the words “one or more” or “at least one” and “one ( The inclusion of indefinite articles such as “a” or “an”) should not be construed to imply limiting to inventions that include only one such element. The same is true for the use of definite articles.

別途記載されない限り、「第1の」及び「第2の」のような用語は、そのような用語が説明する要素間で適宜区別するように使用される。したがって、これらの用語は必ずしも、このような要素の時間的な又は他の優先順位付けを示すようには意図されていない。   Unless stated otherwise, terms such as “first” and “second” are used to appropriately distinguish between the elements such terms describe. Accordingly, these terms are not necessarily intended to indicate temporal or other prioritization of such elements.

Claims (20)

デコイビア及び機能ビアを形成する方法であって、
第1の相互接続層の金属部分と第2の相互接続層の一部分との間に機能ビアを形成する工程と、
前記第1の相互接続層の前記金属部分と第3の相互接続層の金属部分との間の保護領域においてデコイビアを形成する工程とを備える、方法。
A method of forming decoy vias and functional vias,
Forming a functional via between a metal portion of the first interconnect layer and a portion of the second interconnect layer;
Forming a decoy via in a protective region between the metal portion of the first interconnect layer and the metal portion of the third interconnect layer.
前記第1の相互接続層は前記第2の相互接続層の上にある、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the first interconnect layer is over the second interconnect layer. 前記第1の相互接続層は前記第3の相互接続層の上にある、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the first interconnect layer is over the third interconnect layer. 前記第1の相互接続層は第1の誘電体層において複数の金属部分を形成する工程により形成され、前記第2の相互接続層は第2の誘電体層において複数の金属部分を形成する工程により形成され、前記第3の相互接続層は第3の誘電体層において複数の金属部分を形成する工程により形成される、請求項1に記載の方法。   The first interconnect layer is formed by forming a plurality of metal portions in a first dielectric layer, and the second interconnect layer is forming a plurality of metal portions in a second dielectric layer. The method of claim 1, wherein the third interconnect layer is formed by forming a plurality of metal portions in a third dielectric layer. 前記第2の相互接続層が形成された後に前記機能ビアが形成される、請求項4に記載の方法。   The method of claim 4, wherein the functional via is formed after the second interconnect layer is formed. 前記第1の相互接続層の前記部分はタブを有するバスであり、前記機能ビアは前記タブに接触する、請求項5に記載の方法。   The method of claim 5, wherein the portion of the first interconnect layer is a bus having a tab and the functional via contacts the tab. 前記デコイビアは前記機能ビアに隣接して整列される、請求項6に記載の方法。   The method of claim 6, wherein the decoy via is aligned adjacent to the functional via. 前記第1の誘電体層における前記複数の金属部分は銅を含む、請求項7に記載の方法。   The method of claim 7, wherein the plurality of metal portions in the first dielectric layer comprises copper. 前記機能ビアに直に隣接する冗長ビアのために利用できる空間は存在しない、請求項7に記載の方法。   The method of claim 7, wherein there is no space available for redundant vias immediately adjacent to the functional via. 前記第1の相互接続層においてビアのために利用できる空間は前記保護領域には存在しない、請求項7に記載の方法。   The method of claim 7, wherein no space is available in the protection region for vias in the first interconnect layer. 半導体デバイスであって、
第1の金属部分を含む複数の金属部分を有する第1の相互接続層と、
第2の金属部分を含む複数の金属部分を有する第2の相互接続層と、
第3の金属部分を含む複数の金属部分を有する第3の相互接続層と、
前記第1の金属部分及び前記第2の金属部分に結合される機能ビアと、
前記機能ビアの周りの保護領域におけるデコイビアとを備え、前記デコイビアは、前記第1の金属部分及び前記第3の金属部分に結合される、半導体デバイス。
A semiconductor device,
A first interconnect layer having a plurality of metal portions including a first metal portion;
A second interconnect layer having a plurality of metal portions including a second metal portion;
A third interconnect layer having a plurality of metal portions including a third metal portion;
A functional via coupled to the first metal portion and the second metal portion;
And a decoy via in a protective region around the functional via, wherein the decoy via is coupled to the first metal portion and the third metal portion.
前記第1の相互接続層は前記第2の相互接続層の上にある、請求項11に記載の半導体デバイス。   The semiconductor device of claim 11, wherein the first interconnect layer is over the second interconnect layer. 前記第1の相互接続層は前記第3の相互接続層の上にある、請求項11に記載の半導体デバイス。   The semiconductor device of claim 11, wherein the first interconnect layer is over the third interconnect layer. 前記第1の金属部分はタブを有するバスを備え、前記機能ビアは前記タブに結合される、請求項13に記載の半導体デバイス。   The semiconductor device of claim 13, wherein the first metal portion comprises a bus having a tab and the functional via is coupled to the tab. 前記デコイビアは前記タブに結合される、請求項14に記載の半導体デバイス。   The semiconductor device of claim 14, wherein the decoy via is coupled to the tab. 前記機能ビアは前記タブの底面から延び、前記デコイビアは前記タブの上面に接触する、請求項15に記載の半導体デバイス。   The semiconductor device according to claim 15, wherein the functional via extends from a bottom surface of the tab, and the decoy via contacts an upper surface of the tab. 前記デコイビアは前記機能ビアに隣接して整列される、請求項16に記載の半導体デバイス。   The semiconductor device of claim 16, wherein the decoy via is aligned adjacent to the functional via. 前記機能ビアに直に隣接するビアのために利用できる空間は存在しない、請求項17に記載の半導体デバイス。   The semiconductor device of claim 17, wherein there is no space available for a via immediately adjacent to the functional via. 第1の金属部分を含む複数の金属部分を有する第1の相互接続層を形成する工程と、
前記第1の相互接続層の上に第1の層間誘電体を形成する工程と、
前記第1の層間誘電体の上に第2の金属部分を備える複数の金属部分を有する第2の相互接続層を形成する工程であって、前記第2の相互接続層の形成中に、前記第2の金属部分から前記第1の金属部分まで前記第1の層間誘電体を貫通する機能ビアを形成する、前記工程と、
前記第2の相互接続層の上に第2の層間誘電体層を形成する工程と、
前記第2の層間誘電体層の上に、第3の金属部分を含む複数の金属部分を有する第3の相互接続層を形成する工程であって、前記第3の相互接続層の形成中に、前記第3の金属部分から前記第2の金属部分まで前記第2の層間誘電体層を貫通するデコイビアを形成する工程と、を備え、
前記デコイビアは前記機能ビアの保護領域内に位置する、方法。
Forming a first interconnect layer having a plurality of metal portions including a first metal portion;
Forming a first interlayer dielectric on the first interconnect layer;
Forming a second interconnect layer having a plurality of metal portions comprising a second metal portion on the first interlayer dielectric, wherein during the formation of the second interconnect layer, Forming a functional via penetrating the first interlayer dielectric from a second metal portion to the first metal portion; and
Forming a second interlayer dielectric layer on the second interconnect layer;
Forming a third interconnect layer having a plurality of metal portions including a third metal portion on the second interlayer dielectric layer, during the formation of the third interconnect layer; Forming a decoy via that penetrates the second interlayer dielectric layer from the third metal portion to the second metal portion, and
The method wherein the decoy via is located within a protected area of the functional via.
前記機能ビアに加え、前記第2の相互接続層においてビアのために利用できる空間は前記保護領域には存在しない、請求項19に記載の方法。   20. The method of claim 19, wherein in addition to the functional via, no space is available in the protection area for vias in the second interconnect layer.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9122829B2 (en) * 2013-07-31 2015-09-01 Freescale Semiconductor, Inc. Stress migration mitigation
DE102013222583A1 (en) * 2013-11-07 2015-05-07 Robert Bosch Gmbh Micromechanical sensor device and corresponding manufacturing method

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003197623A (en) * 2001-12-21 2003-07-11 Fujitsu Ltd Semiconductor device
JP2004253688A (en) * 2003-02-21 2004-09-09 Sony Corp Semiconductor device and its manufacturing method
JP2005175196A (en) * 2003-12-11 2005-06-30 Semiconductor Leading Edge Technologies Inc Semiconductor device and process for producing semiconductor
JP2005191540A (en) * 2003-12-03 2005-07-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd Wiring structure and manufacturing method thereof
JP2008153549A (en) * 2006-12-19 2008-07-03 Fujitsu Ltd Semiconductor device
JP2009188263A (en) * 2008-02-07 2009-08-20 Fujitsu Microelectronics Ltd Semiconductor device

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5581475A (en) 1993-08-13 1996-12-03 Harris Corporation Method for interactively tailoring topography of integrated circuit layout in accordance with electromigration model-based minimum width metal and contact/via rules
US5439731A (en) 1994-03-11 1995-08-08 Cornell Research Goundation, Inc. Interconnect structures containing blocked segments to minimize stress migration and electromigration damage
US5930587A (en) 1997-08-27 1999-07-27 Lucent Technologies Stress migration evaluation method
JP2000012688A (en) * 1998-06-24 2000-01-14 Sharp Corp Semiconductor device and manufacture thereof
US6823500B1 (en) 1999-11-01 2004-11-23 Intel Corporation 2-dimensional placement with reliability constraints for VLSI design
US6972209B2 (en) * 2002-11-27 2005-12-06 International Business Machines Corporation Stacked via-stud with improved reliability in copper metallurgy
US7247552B2 (en) * 2005-01-11 2007-07-24 Freescale Semiconductor, Inc. Integrated circuit having structural support for a flip-chip interconnect pad and method therefor
US7253531B1 (en) * 2006-05-12 2007-08-07 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Semiconductor bonding pad structure
JP5050413B2 (en) * 2006-06-09 2012-10-17 富士通株式会社 Design support program, recording medium storing the program, design support method, and design support apparatus
JP2008135496A (en) * 2006-11-28 2008-06-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd Semiconductor device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003197623A (en) * 2001-12-21 2003-07-11 Fujitsu Ltd Semiconductor device
JP2004253688A (en) * 2003-02-21 2004-09-09 Sony Corp Semiconductor device and its manufacturing method
JP2005191540A (en) * 2003-12-03 2005-07-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd Wiring structure and manufacturing method thereof
JP2005175196A (en) * 2003-12-11 2005-06-30 Semiconductor Leading Edge Technologies Inc Semiconductor device and process for producing semiconductor
JP2008153549A (en) * 2006-12-19 2008-07-03 Fujitsu Ltd Semiconductor device
JP2009188263A (en) * 2008-02-07 2009-08-20 Fujitsu Microelectronics Ltd Semiconductor device

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